第一节化学反应与能量的变化：反应热、焓变练习题.doc

第一节　化学反应与能量的变化1：反应热、焓变
一、选择题(每小题4分，每小题有1个正确选项，共44分)
1．已知一定条件下断裂或生成某些化学键的能量关系如下表：
断裂或生成的化学键
能量数据
断裂1 mol H2分子中的化学键
吸收能量436 kJ
断裂1 mol Cl2分子中的化学键
吸收能量243 kJ
断裂1 mol HCl分子中的化学键
吸收能量431 kJ
对于反应：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，下列说法正确的是(　　)
A．该反应的反应热ΔH>0
B．生成1 mol HCl时反应放热431 kJ
C．氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固
D．相同条件下，氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量
2．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是(　　)
A．铝片与稀盐酸的反应
B．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应
C．灼热的炭与CO2的反应
D．甲烷在氧气中的燃烧反应
3．某反应的反应过程和能量变化如图所示，下列有关该反应的叙述正确的是(　　)
A．该反应是吸热反应
B．反应物的总能量低于生成物的总能量
C．该反应的反应热ΔH<0
D．加入催化剂后反应放出的热量会减少
4．H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1
已知： (a、b、c均大于零)
下列说法不正确的是(　　)
A．反应物的总能量高于生成物的总能量
B．断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量大于断开2 mol H—I键所需能量
C．断开2 mol H—I键所需能量约为(c＋b＋a)kJ
D．向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ
5．常温下，1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。根据表中信息判断下列说法不正确的是(　　)
共价键
H—H
F—F
H—F
H—Cl
H—I
E/(kJ·mol－1)
436
157
568
432
298
A.432 kJ·mol－1>E(H—Br)>298 kJ·mol－1
B．表中最稳定的共价键是H—F键
C．H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436 kJ·mol－1
D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－25 kJ·mol－1
6．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是(　　)
A．Q1＋Q2>Q3 B．Q1＋Q2>2Q3 C．Q1＋Q2<Q3 D．Q1＋Q2<2Q3
7．下列说法正确的是(　　)
A．在化学反应中发生物质变化的同时，不一定发生能量变化
B．ΔH>0表示放热反应，ΔH<0表示吸热反应
C．ΔH的大小与热化学方程式中化学计量数无关
D．生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时，ΔH<0
8．已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1，断开1 mol O＝O键和1 mol H—O键所吸收的能量分别为496 kJ和463 kJ，则断开1 mol H—H键所吸收的能量为(　　)
A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ
9．关于化学反应中的说法错误的是(　　)
A．图中所示的反应为放热反应
B．化学反应中有物质变化也有能量变化
C．需要加热的化学反应不一定是吸热反应
D．化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量
10.下列说法中正确的是(　　)
A．物质发生化学反应都伴随着能量变化
B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C．化学反应可能发生颜色变化，有颜色变化的物质变化一定属于化学变化
D．如图可知反应的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋41 kJ/mol
11．已知胆矾溶于水时溶液温度降低，室温下将1 mol无水硫酸铜制成溶液时放出的热量为Q1。又知胆矾分解的热化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)；ΔH＝＋Q2 kJ·mol－1则Q1和Q2的关系为(　　)
A．Q1<Q2 B．Q1>Q2 C．Q1＝Q2 D．无法确定
二、非选择题(共56分)
12．(12分)已知某反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，过程中的能量变化如图所示，回答问题。

该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH＝________ kJ·mol－1(用含E1、E2的代数式表示)，1 mol气体A和1 mol气体B具有的总能量比1 mol气体C和1 mol气体D具有的总能量________(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。
13．(16分)如右图所示，把试管放入盛有25 ℃澄清石灰水饱和溶液的烧杯中，试管中开始放入几块镁条，再用滴管滴入5 mL的盐酸于试管中。试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是____________。
(2)产生上述实验现象的原因是____________。
(3)写出有关的离子方程式________________。
(4)由实验推知，MgCl2和H2的总能量______(填“大于”、“等于”或“小于”)镁条和盐酸的总能量。
(5)如将本题中“25 ℃澄清石灰水饱和溶液”换成“20℃碳酸饮料”进行探究实验，实验(1)中观察到的另一现象是__________；其原因是________________________。
14．(14分)下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量(kJ)
243
193
151
432
366
298
436
根据上述数据回答(1)～(6)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是(　　)
A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2
(2)下列氢化物中，最稳定的是(　　)
A．HCl 　　　B．HBr　　　C HI
(3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是____________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，若消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收热量最多的是____________。
(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？
答：________。你的根据是________________。
(6)写出H2和Cl2反应的热化学方程式： ___________________________________。
15．(14分)某同学设计如下图的实验方案来探究NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应中的能量变化。根据他的实验步骤填写对应的实验现象和结论。

列表整理实验事实和结论：
实验步骤
实验现象
得出结论
A.将晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物

B.用手触摸烧杯下部

C.用手拿起烧杯

D.将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起

E.反应完后移走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物

第一节　化学反应与能量的变化1：反应热、焓变答案
1．C　化学反应中断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，对于反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，放出的热量为431 kJ×2－(436 kJ＋243 kJ)＝183 kJ，故ΔH＝－183 kJ·mol－1，A项错误，C项正确；由方程式与ΔH可知，生成1 mol HCl放出91.5 kJ的热量，B项错误；根据能量越低越稳定可判断D项错误。
2．C
3．C　该反应中生成物的总能量低于反应物的总能量，为放热反应，ΔH<0，催化剂只改变反应的途径，不改变反应物或生成物的状态，即加入催化剂，反应的热效应不变，C项正确。
4．B　反应放热，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，A项正确；由题意可知，该反应放热，则断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量小于形成2 mol H—I键所放出的能量，即断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量小于断开2 mol H—I键所需能量，B项错误；由题意可知，H—H键的键能E(H—H)＝b kJ·mol－1，I—I键的键能E(I—I)＝c kJ·mol－1，而ΔH＝E(H—H)＋E(I—I)－2E(H—I)，则2E(H—I)＝E(H—H)＋E(I—I)－ΔH＝[b＋c－(－a)] kJ·mol－1＝(b＋c＋a) kJ·mol－1，故断开2 mol H—I键所需能量约为(c＋b＋a) kJ，C项正确；由于该反应是可逆反应，反应不能进行到底，故向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后生成HI的物质的量小于2 mol，故放出的热量小于2a kJ，D项正确。
5．D　H—Br键的键能应介于H—I键的键能和H—Cl键的键能之间，即298 kJ·mol－1<E(H—Br)<432 kJ·mol－1，A项正确；由表中数据可知，H—F键的键能最大，故H—F键最稳定，B项正确；H2(g)―→2H(g)，吸收能量，故ΔH＝E(H—H)＝＋436 kJ·mol－1，C项正确；H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝E(H—H)＋E(F—F)－2E(H—F)＝(436＋157－2×568) kJ·mol－1＝－543 kJ·mol－1，D项错误。
6．D　氢气在氯气中燃烧时放出能量，所以形成2 mol氯化氢中的化学键释放的能量大于破坏1 mol氢气中的化学键和破坏1 mol氯气中的化学键消耗的总能量。
7．D
8．C　1 mol H2O中含有2 mol H—O键，ΔH＝E(H—H)＋E(O＝O)－2E(H—O)＝E(H—H)＋×496 kJ·mol－1－2×463 kJ·mol－1＝－242 kJ·mol－1，解得：E(H—H)＝436 kJ·mol－1，故断开1 mol H—H键所吸收的能量为436 kJ。
9．A　据图可知，反应物的总能量<生成物的总能量，是吸热反应，A错误；化学反应中有物质变化也有能量变化，B正确；需要加热的化学反应不一定是吸热反应，很多放热反应也需要加热或点燃才能发生，C正确；化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量，D正确。
10.A　物质发生化学反应都伴随着能量的变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，如物质发生物理变化[如H2O(g)―→H2O(l)]、核变化(如核裂变)也都伴有能量变化，A项正确、B项错误；化学反应可能发生颜色变化(如2NO＋O2===2NO2)，但有颜色变化的物质变化不一定是化学变化(如O2由气态变为液态，颜色由无色变为淡蓝色)，C项错误；由图示可以看出，反应物是CO2(g)和H2(g)，生成物是CO(g)和H2O(g)，E生成物>E反应物，是吸热反应，热化学方程式为CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)；ΔH＝＋41 kJ/mol，D项错误。
11．A　反应热是由反应中能量的变化决定的，与参加和生成的物质有关。在分析题目时，应注意反应热与物质所含能量变化的关系ΔH＝E(生成物)－E(反应物)。根据胆矾溶于水吸热，无水硫酸铜溶于水放热，以及胆矾加热生成无水硫酸铜的热化学方程式可知，胆矾、无水硫酸铜及CuSO4溶液三者能量高低关系如下图所示。从下图中可得Q1和Q2的关系是：Q1<Q2。
12．吸热　＋(E1－E2)　一定低
解析：由于反应物吸收的能量大于产物放出的能量，所以该反应为吸热反应，吸热反应的焓变大于零，从图像中看出反应物的能量低，产物的能量高，该反应一定为吸热反应。
13．(1)镁条上产生大量气泡；镁条逐渐溶解；烧杯中析出白色固体(或溶液变浑浊)
(2)镁与盐酸反应产生H2，该反应属于放热反应，而Ca(OH)2的溶解度随着温度的升高而减小，因此析出白色的Ca(OH)2固体
(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(4)小于(此反应为放热反应，则MgCl2和H2的总能量小于镁条和盐酸的总能量)
(5)烧杯中液体放出气泡的速率逐渐加快 气体的溶解度随着温度的升高而减小
14．(1)A　(2)A　(3)放热　(4)Cl2
(5)能　生成物越稳定，放出的热量越多，在HX中，HCl最稳定
(6)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)；ΔH＝－185 kJ·mol－1
15.
实 验 现 象
得 出 结 论
有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
有NH3生成
感觉烧杯变凉
反应吸热
烧杯下面的带有几滴水的玻璃片粘到了烧杯底部
反应吸收热量使体系温度降低，使水结成冰
玻璃片脱离上面烧杯底部
冰融化
混合物成糊状
有水生成
解析：此实验操作过程中需注意如下几点： (1)Ba(OH)2·8H2O晶体应研磨成粉末，以便与NH4Cl晶体充分接触；(2)一定要在晶体混合反应时立即用玻璃棒搅拌混合物，以便它们快速反应；(3)反应产生有刺激性气味的气体，要注意防止吸入NH3；(4)底部粘有水的小烧杯不能提得太高，移得太远，防止玻璃片脱落损坏。
根据结论可知反应原理为：2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O=== 2NH3↑＋BaCl2＋10H2O，此反应过程吸收能量。